Membraanverplaatsing

Geloof het of niet maar er is alweer een survivalgids verschenen. Nu is het een `zomer-survivalboek' voor kinderen, waaronder valt te begrijpen: jonge volwassenen tussen 6 en 14 jaar. `Vakantiegids voor kleine avonturiers', heet het en `t was de jongste junior researcher die er mee aan kwam.

Veel verschil met die andere survivalgidsen is er niet. Ook nu barst de tekst van de onzin en onjuistheden, het is een genoegen ze allemaal op te zoeken. Veel over de eetbaarheid van bosaardbeien, bosframbozen en bosbosbessen, de nachtelijke geluidjes van konijntjes en egeltjes en tips om een lekker vuurtje te stoken. En dan pardoes het advies om je sokken te gebruiken voor het filteren van ongezuiverd water. Of bij grote honger de kaarsen op te eten. (`Let op dat je geen kaarsen met kleurstof eet'.) En wespensteken met het melksap van de klaproos in te smeren. Enfin, iedereen moet zelf maar weten wie hij een ziekte aan wil doen. De ouder die zijn kind onbedoeld ziet wegkwijnen moet contact opnemen met de ANWB. Die gaf het uit. Vraag gelijk waarom ze vliegers achterstevoren laten monteren.

De eerlijkheid gebiedt te zeggen dat science trainee J.K. het een verdomd interessant boek vond. En dat op bladzijde 56 een prachtig apparaatje wordt beschreven dat het echt doet. Het staat hier op de foto en het is een barometer.

Het onderstel van de barometer bestaat uit een goed schoon en droog gemaakte pot Hakappelmoes zonder appelmoes. De pot is afgesloten met een stevige natuurrubberen membraan waarvoor in de praktijk een stuk van een grote party-ballon van de Hema is te gebruiken. Het vlies wordt er strak overheen getrokken en met een postbode-elastiek vastgezet. (Wie dat single handed moet doen zet het vlies eerst vast met een dun elastiekje en doet er pas later de zware elastiek omheen.) Het membraan moet zo strak staan dat de trommel een mooie hoge toon geeft. De finishing touch komt van de wijzer die de komende bewegingen van het membraan goed zichtbaar moet maken. De wijzer bestaat uit een scheef afgeknipt limonaderietje dat met snel drogende lijm op het rubbervel wordt geplakt. (Het steekt er dus niet doorheen, al lijkt dat misschien zo.) Met een plakbandje gaat het ook redelijk.

Dat rietje is een trouvaille: stijf en toch vederlicht. Kies zo'n modern breed rietje met een harmonicabocht en doe de bocht weg. Van belang is het rietje op een plaats ver buiten het centrum van het vlies vast te zetten, dat had de ANWB niet goed begrepen. Maak je het precies in het midden vast, dan zal de wijzer zich uitsluitend parallel aan zichzelf verplaatsen en treedt de bedoelde vergroting van de membraanbeweging niet op.

Zet nu de ballonbarometer op een rustige plekje in de de schaduw, verwijderd van warmtebronnen, en wacht op de dingen die komen gaan. Het eerst dat komt is dat het vlies een beetje hol gaat staan, daarbij gaat de wijzer langzaam omhoog. Met de komst van goed of kwaad weer heeft dat niets te maken, het is de uitdrukking van het langzaam afkoelen van de potlucht die warm was geworden van het glas. Dat was warm geworden van de handen. Wie zijn luchtdrukmetingen vanuit een meer neutrale positie wil beginnen moet alle montagehandelingen een paar keer oefenen zodat ze tenslotte zonder noemenswaardige opwarming zijn te voltooien.

Het onverwacht mirakel is dat de barometer het doet. In de dagen na zijn montage en initiële afkoeling laat hij op heel indringende wijze zien dat de luchtdruk voortdurend verandert. Eigenlijk is daar niet eens die wijzer voor nodig, want de verplaatsingen van het membraan zijn zeer overtuigend. Het in- en uitstulpen van het rubbervel geeft het passeren van gebieden met hoge en lage luchtdruk op huiveringwekkende wijze weer. De antieke eikenhouten wandbarometer kan daar niet aan tippen.

De luchtdrukschommelingen in Nederland zijn nooit meer dan vijf procent en meestal blijven ze binnen de drie à vier procent. Dat dat inderdaad voldoende is om het rubbervel te verplaatsen viel deze week eenvoudig aan te tonen door de barometer op een late avond vanuit de huiskamer naar de buitenlucht te brengen. Het was een temperatuursprong van 20 naar 8 graden celsius en volgens Gay-Lussac levert die een drukval van 4 procent op. De optredende membraanverplaatsing was inderdaad van dezelfde orde als die welke in de loop van de dagen bij constante temperatuur optrad. Nog overtuigender was het geweest met de pot de Dom op te gaan. Op 100 meter hoogte is de luchtdruk volgens de Standard Atmosphere Computations al ruim één procent lager dan op de grond en ook dat moet dus een zichtbaar effect opleveren. Het is er niet van gekomen.

De ballonbarometer geeft de drukveranderingen waarschijnlijk niet zo mooi lineair weer als de eikenhouten barometer. Evenmin heeft de meter het eeuwige leven. Na een paar dagen gaat het vel verslappen en op den duur zal de poreusheid van het rubber de metingen verstoren.

Maar de primitieve barometers die Minnaert in deel drie van `De natuurkunde van 't vrije veld' behandelt zijn net zo min duurzaam. De waterbarometer die hij beschrijft vertoont in zijn werking wel enige gelijkenis met de ANWB-meter. Het is een glazen rondkolf met een bodempje water die is afgesloten met een doorboorde kurk waar een limonaderietje doorheen steekt. Het rietje eindigt onder water. Vlak voor de ingebruikname van de barometer blaast men wat lucht door het riet de kolf in. De lucht binnen de kolf is dan hoger dan buiten en het water stijgt in het riet omhoog. Daarna zijn de luchtdrukschommelingen mooi te volgen.

Ook Minnaerts meter was extreem gevoelig voor temperatuurveranderingen. Hij gaf daarom het advies het toestel in te pakken in watten of oude kranten. Een badje smeltend ijs was beter geweest, maar daar dacht hij niet aan. Wel verwijst hij – losjes – naar een artikel in `Annalen der Physik' (1902) waarin wordt aangeraden de waterbarometer zozeer te verkleinen dat-ie in de mond onder de tong past. Daar is het altijd even warm. Een mondbarometer dus, mooier kan niet.